引言

　　有着高亮度特性的LED显示屏，即使在白天光线充足时，也能清楚显示影像文字，一直都是户外大型广告的最佳平台。但这个特性，有时也会带来令人苦恼的问题，光害。例如，在图一中位于米兰大教堂左侧有一个LED显示屏，如图二所示，该LED显示屏在白天并不会令人有刺眼的感觉。但是到了晚上，环境光线变暗之后，LED显示屏若未同步降低亮度，仍维持与白天相同亮度时，在图三，我们即可发觉米兰大教堂左侧有很强烈的蓝光。走近一看，该LED显示屏的亮度就显得相当地刺眼，令人无法直视，如图四。

　　最近，中国几个主要城市，如深圳，上海，香港纷纷提出相关的法规，规范LED显示屏亮度，避免强光引起的健康问题。其中深圳的"深圳市户外广告管理办法"中更是明令 "设定电子显示屏广告的，应当符合城市照明管理要求和电子显示屏亮度控制标准，装设亮度调节装置，科学控制亮度和使用时间。" (第三十六条)

　　接下来我们将讨论户内/户外显示屏的设计，如何兼顾白天LED高亮度的特性并避免高亮度引起的光害。

　　户外屏

　　户外屏为了要在阳光直射的环境下维持显示质量，通常需要在白天达到8000nits以上的亮度。到了傍晚环境光较暗的环境下，1500nits – 2000nits的亮度即可提供良好的显示质量。如要符合"深圳市户外广告管理办法"中提到的科学控制亮度，显示屏需要装设环境光传感器，根据不同的环境光，调整显示屏的亮度。

　　以下是三种适合户外屏”白天提高亮度，傍晚降低亮度”应用的设计方法(表一)。

　　1. 总调电阻调整芯片输出电流

　　目前市面上的LED 驱动芯片，几乎都是透过外部电阻(Rext)来设置芯片的输出电流。因此，最简单调整驱动芯片输出电流的方式，就是将每一颗芯片的Rext串联上一颗可变电阻，使用者只要改变这颗可变电阻的阻值，就可改变所有驱动芯片的输出电流，达到调整LED亮度的效果，一般称之”总调电阻法”

　　这种方式的优点是电路设计简单。但是总调电阻在PCB的走线往往过长，如果受到PCB板上的噪声干扰，将导致芯片电流输出出现误差，导致显示屏产生明显色块。且现代的显示屏多需求远程操作的功能，不易从远程使用网络控制的总调电阻微调法，在近几年高阶全彩显示屏上已经很少见了。

　　2. 调整芯片的PWM脉宽

　　为了要能远程控制LED亮度，使用控制器调整PWM脉宽成了一个颇受欢迎的方式。由于此方式是将影像来源的灰阶数据做一定程度(如: -40%)的补偿，直接调整芯片输出电流PWM脉宽。由于芯片峰值电流固定，所以各色LED的波长在调光时不会改变，没有色偏问题。但直接补偿输出的方式，将会失去一定程度的灰阶或是刷新率，在标榜高质量的全彩屏设计，这种方式仅能说是堪用，但非最佳。

　　3. 使用芯片的电流增益功能

　　目前较先进的LED驱动芯片都具有调整电流增益的功能，可以用来调整LED的输出电流。使用芯片的电流增益功能，效果等同于调整外部电阻(Rext)，因此不会有失去灰阶或是刷新率的副作用。且电流增益的调整可经由软件远程操作，总结了”总调电阻”与”PWM脉宽调整”的优点，又没有牺牲灰阶或是刷新率的副作用。唯一的缺点是，在不同电流增益设定下，LED会有不同色坐标，造成颜色的偏差，但可以透过RGB LED电流比例的调整，来维持全屏的色度。此法是目前追求高质量户外屏设计的最佳方式。

表一 各种调整显示屏亮度方法比较